Sa panahon ng mass production ng mga QFN device na may 0.4mm pitch, nalaman namin na kahit na kontrolado ang katumpakan ng pag-print ng Solder Paste sa loob ng ±15μm, ang stencil aperture ratio ay pinananatili sa 0.78, at ang reflow peak temperature ay mahigpit na naka-lock sa 238℃±2℃, ang void rate ay madalas pa ring lumampas sa 18%. Pagkatapos lumipat sa JJY nitrogen reflow, ang mga resulta ng inspeksyon ng X-ray mula sa parehong batch ay nagpakita na ang void area ratio ay naging stabilize sa pagitan ng 5.1% at 6.3%. Ito ay dahil makabuluhang binabawasan ng nitrogen environment ang regeneration rate ng oxide film sa solder ball surface, na nagpapahintulot sa tinunaw na SnAgCu alloy na kumalat nang mas ganap sa pad copper surface at nagbibigay ng mas maayos na escape path para sa mga bubble.

In aktwal na pag-debug, tatlong hanay ng mga parameter ang dapat na i-adjust nang sabay-sabay. Ang rate ng daloy ng nitrogen ay dapat na dynamic na tumugma ayon sa dami ng furnace at bilis ng conveyor. Kung ang bilis ng conveyor ay 70cm/min at ang haba ng furnace ay 2.8 metro, 15L/min ang mas mababang limitasyon; kung hindi, ang konsentrasyon ng oxygen ay madaling rebound sa itaas 200ppm. Kung ang oras ng holding zone ay paikliin hanggang sa ibaba 60 segundo, ang hindi kumpletong pagkabulok ng mga residue ng Flux ay sa halip ay magpapalubha ng void accumulation. Dagdag pa ng In, ang bilis ng paglamig na lumalampas sa 3.2 ℃/s ay magdudulot ng mga microcrack sa ilalim ng BGA solder joints, kaya ang orihinal na setting ng bilis ng hangin ay dapat mapanatili sa cooling section.

Matapos maikonekta ang JJY nitrogen generator sa front flange port ng reflow furnace, gumamit kami ng natitirang oxygen analyzer upang sukatin ang nilalaman ng oxygen sa loob ng furnace. Sa dulo ng preheating zone, bumaba ito sa 85ppm, at sa buong reflow zone ay nag-iba-iba ito sa pagitan ng 60 at 90ppm. Sa puntong ito, ang pagkakapareho ng solder joint IMC layer kapal ay makabuluhang napabuti. Ipinakita ng mga cross-section ng SEM na ang pagpapakalat ng kapal ng paglago ng Cu6Sn5 ay lumiit mula ±0.82μm sa ilalim ng mga kondisyon ng hangin sa ±0.35μm. Direktang ipinakita ito sa -40℃~125℃ temperature cycling test ng mga BGA device, kung saan tumaas ang average na failure cycle mula 832 hanggang 1470.

Ang madaling makaligtaan ng mga operator ay ang kaugnayan sa pagitan ng posisyon ng pumapasok ng nitrogen at ng organisasyon ng daloy ng gas sa loob ng pugon. Kung ang air inlet ay direktang inilagay sa itaas ng heating zone, ang mataas na bilis ng airflow ay makakagambala sa thermal distribution sa PCB surface, na magdudulot ng asynchronous reflow ng solder joints sa apat na sulok ng QFN. Sa wakas ay inilipat namin ang interface sa ibabang bahagi ng katawan ng furnace at nag-install ng baffle plate, upang ang nitrogen ay pumasok sa kahabaan ng dingding sa isang 12° anggulo sa direksyon ng conveyor. Iniiwasan nito ang thermal shock habang tinitiyak ang kahusayan sa pagpapalit ng kapaligiran. Ang X-ray sampling inspection ng 12 magkakasunod na batch ay nagpakita na ang error sa repeatability ng mga void na posisyon ay mas mababa sa 0.15mm.

Ang seleksyon ng solder paste ay dapat na nakatali sa proseso ng nitrogen reflow. Inalis namin ang lumang paste na naglalaman ng mga activator na nakabatay sa rosin at lumipat sa na-verify na low-solids (4.8%), mahinang acidic (pH=5.3) na walang malinis na solder paste ng JJY. Ang temperatura ng onset ng flux decomposition nito ay nababawasan ng 23 ℃ sa isang nitrogen environment, at ang kabuuang halaga ng volatile gas ay nababawasan ng 37%, at sa gayon ay binabawasan ang mga pabagu-bagong produkto na nakulong bago ang solder solidification. Ito ay isa sa mga pangunahing mekanismo ng kemikal para sa pagbaba ng void rate, sa halip na umasa lamang sa pisikal na paghihiwalay ng isang hindi gumagalaw na kapaligiran.